Circuito personalizzato: The Ultimate Guide to How to Design

Ogni giorno, le persone dipendono fortemente dai dispositivi elettronici per fare le cose in casa e sul posto di lavoro. Questi dispositivi ci aiutano a cucinare, pulire e fare una serie di altre attività che sarebbero state difficili o impossibili da realizzare senza di loro.

Al cuore di ogni elettronica c’è un circuito stampato (PCB). Un PCB è una scheda che collega vari componenti elettronici in un particolare dispositivo. Quindi, come si fa a scegliere un PCB che soddisfi perfettamente le vostre esigenze specifiche?

Questa guida amichevole ha tutto il necessario per sapere tutto su una scheda di circuito personalizzato e dove è possibile ottenere le migliori schede di circuito personalizzato per le vostre esigenze.

Le basi che si dovrebbe sapere su schede personalizzate

1.1: PCB Prototype Board

Nella prima fase di sviluppo di una scheda personalizzata. È molto più semplice usare una scheda progettata per la prototipazione. Tieni presente che la fabbricazione e la progettazione del PCB saranno necessarie quando si tratterà di aggiungere i tocchi finali al prodotto finale.

1.2: Materiale PCB

Alcuni dei materiali necessari per la creazione di un circuito personalizzato includono la scheda rivestita in rame e la fotoresistenza positiva. Il rame si raccoglie su una base che viene chiamata substrato. I progettisti possono scegliere tra uno e due strati di rame, a seconda del tipo di scheda in uso. C’è una serigrafia che aiuta a rendere il PCB leggibile. Il substrato, solitamente conosciuto come FR4 (Fire Retardant), funziona come una base spessa per il PCB. Sopra la lamina di rame c’è uno strato che viene chiamato solder mask. Di solito è di colore verde.

Alcuni PCB non usano questi materiali. Invece, usano epossidici, che hanno lo svantaggio di essere termicamente sensibili.

1.3: Tipi di PCB

I PCB sono disponibili in molti tipi, a seconda dell’uso previsto. I circuiti stampati personalizzati più diffusi includono:

1. Circuiti stampati su un solo lato

2. Circuiti stampati su due lati

3. Circuiti stampati multistrato

4. Circuiti stampati rigidi

5. PCB flessibili

6. PCB rigido-flessibile

1.4: Componenti del circuito stampato

Tutti i componenti elettronici, indipendentemente dalla loro funzione, hanno componenti individuali che sono essenziali per vari circuiti. Questi componenti includono LED, resistenze, batterie, transistor, interruttori, diodi e induttori.

Come viene progettato il circuito stampato? Le basi della progettazione

Prima di iniziare con le basi della progettazione di circuiti stampati personalizzati, dobbiamo familiarizzare con alcune terminologie. Queste includono:

2.1.1 Schematic Capture

È un programma che permette all’operatore di creare un diagramma schematico del componente elettronico così come altre caratteristiche. In altre parole, è una rappresentazione grafica dell’elemento.

2.1.2 File Gerber

Sono file di progettazione assistita dal computer. I file vengono inviati ai produttori di circuiti stampati personalizzati per assisterli nella costruzione della struttura del PCB.

2.1.3 PCB Layout Tool

È un programma che permette l’applicazione su più strutture della struttura di connessione del cablaggio. Una volta completata la costruzione, l’operatore può generare dei file CAD da utilizzare per realizzare il circuito personalizzato.

2.2: I passi della progettazione di PCB

Diversi fabbricanti di circuiti stampati usano approcci diversi quando si tratta della progettazione di un circuito personalizzato. Abbiamo elencato i passi essenziali qui sotto:

Passo 1: Uso del software

Qui, il progettista sceglie un software adatto per creare un circuito personalizzato. Uno di questi software è EAGLE.

Step 2: Generazione del film

Utilizzando lo schema PCB finalizzato, l’operatore genera il film.

Step 3: Selezione delle materie prime

Se l’intenzione è quella di progettare un dispositivo semplice, il progettista può usare un materiale tascabile come la carta fenolica che è legata con un foglio di rame.

Step 4: La foratura dei fori

Macchine e punte da trapano aiutano a forare in questa fase. Sia una macchina manuale che una macchina CNC sono applicabili qui.

Step 5: Fissare l’immagine

Qui, il progettista mette uno strato di rame pulito sulla stampante e memorizza il film di layout progettato sul computer prima di stampare il comando dal computer usando una stampante laser.

Step 6: Incisione e stripping

In questa fase, il rame indesiderato che è attaccato al circuito personalizzato viene rimosso usando diverse sostanze chimiche.

Fase 7: Test

E’ la fase finale, ed ha lo scopo di assicurare che il circuito personalizzato sia completamente funzionale.

Conosci il software del circuito personalizzato?

Al momento, c’è una grande varietà di software disponibili sul mercato per aiutare a progettare circuiti personalizzati. Tra i migliori software ci sono: PCB Artist, Altium Designer 17, Ultiboard, DipTrace, SOLIDWORKS PCB, PCBWeb, BSch3V, Gerbv, XCircuit, Eagle PCBs, KiCad EDA, CircuitMaker, DesignSpark PCB, Pad2pad, ZenitPCB, OrCAD, CircuitStudio, PCB123, FreePCB e CUSPICE

3.1 Confronto tra vari programmi di progettazione PCB

Come hai visto, la lista dei software usati per la progettazione di PCB è lunga. Sceglieremo due programmi dal catalogo da confrontare. Naturalmente, possiamo scegliere a caso queste due applicazioni. Diamo un’occhiata a DIPTrace e EAGLE CAD.

3.1.1 DipTrace

Questo software ha molte capacità impressionanti. Il programma può eseguire catture schematiche collegate alla libreria. Il software può anche creare schemi utilizzando un editor di libreria decente. Gli utenti di questo programma possono accedere a tutorial e supporto. Il software ha anche un prezzo ragionevole e ha colori visivamente accattivanti. In generale, questo software è ideale per piccoli e semplici circuiti personalizzati.

3.1.2 EAGLE CAD

Questo software è in grado di controllare le regole elettriche e di annotare avanti e indietro tra il PCB e lo schema.

3.2. Allora, qual è il miglior software di progettazione di circuiti stampati personalizzati?

Dato che c’è una grande quantità di software di progettazione di circuiti stampati sul mercato, mettere il dito sul migliore tra loro è più facile a dirsi che a farsi. Tuttavia, alcuni programmi di progettazione sono altamente riconoscibili per la loro impressionante funzionalità. Uno di questi è EAGLE. Questo software è notevolmente facile da usare e ha un prezzo moderato. Il software può eseguire l’esecuzione in batch di file e il rivestimento in rame.

Custom Circuit Board Layout Design

4.1: PCB Layout Design

Il layout di un circuito stampato richiede un certo know-how tecnico e richiede la conoscenza del software utilizzato per fare PCB. Devi anche avere familiarità con il sistema assistito dal computer usato per fare il PCB, così come avere le competenze necessarie per il trasferimento del disegno di base del PCB al circuito personalizzato finale.

4.2: Confronto del layout del PCB

Quando si confrontano vari disegni di schede a circuito personalizzato, si guardano i seguenti fattori:

1. Dimensione della scheda

2. Strati disponibili

3. Rete di alimentazione

4. Modellazione 3D

5. Instradamento della coppia differenziale

4.3: PCB Layout Tutorial

Passo 1: Convertire lo schema in un PCB

Una volta completato lo schema, clicca su “convertire in PCB” sull’editor specifico che stai usando. Così facendo converti lo schema in PCB.

Step 2: Trascinare e rilasciare il componente

Qui si posiziona il documento nella posizione esatta che si desidera. Se preferisci un circuito personalizzato dall’aspetto ordinato, puoi mettere i componenti che hanno una funzione simile uno accanto all’altro.

Passo 3: Disegnare un contorno personalizzato

Qui devi andare nel menu dei livelli e selezionare il livello del contorno della scheda. Poi clicca sul contorno e cancellalo. Successivamente, crea la tua forma preferita usando gli strumenti del circuito stampato.

Passo 4: Area di rame

Questo passo comporta l’unione di diverse parti ad un segnale. Puoi creare un’area di rame con il menu strumenti.

Step 5: Routing

Ci sono due modi per completare il percorso. Dove c’è poca corrente dove stai creando il circuito personalizzato, usa la funzione auto-router nella parte superiore della pagina per farlo. Dove c’è bisogno di tracce di diverse dimensioni, è meglio fare il routing manualmente.

Passo 6: Fori

A prescindere da ciò per cui stai progettando un circuito personalizzato, avrai comunque bisogno di montarlo su qualcosa. Per creare dei fori sul PCB per questa funzione, usate lo strumento Foro nel menu strumenti.

Passo 7: Aggiungere immagini e testo

Per aggiungere immagini e testo sul PCB, andate al menu strumenti, e scorrete per trovare lo strumento testo o immagine. Posiziona il tuo libro preferito o fai delle modifiche come desideri.

Step 8: Photo View

Appena hai finito con i passi precedenti, è il momento di visualizzare il risultato. Se non siete soddisfatti del colore o di qualche altra caratteristica, potete cambiarla. Se sei soddisfatto del risultato finale, clicca su “fabrication output”. Questo ti aiuta a comprare il circuito personalizzato.

Printed Circuit Board Reverse Engineering

A volte, lo schema non è disponibile. In questi casi, è possibile produrre parti di ricambio utilizzando i dati creati dal reverse engineering del PCB. Il reverse engineering di un circuito personalizzato può essere un processo noioso e impegnativo, ma a volte deve essere fatto.

5.1 Perché facciamo il reverse engineering dei PCB

Perché dovremmo preoccuparci di fare il reverse engineering dei circuiti, visto il tempo e lo sforzo che comporta? Bene, ecco alcune delle ragioni principali:

• Per sostituire i componenti sul PCB che sono diventati obsoleti
• Riposizionare alcuni dei componenti della scheda
• Per migliorare la funzionalità del circuito
• Analizzare e migliorare i requisiti di sicurezza

Conclusione

Dato l’enorme ruolo che i circuiti stampati svolgono nei dispositivi elettronici, il PCB scelto deve essere ideale per le tue esigenze. All’inizio di questo articolo, ti diremo cosa comporta la creazione di una scheda personalizzata. Spero che queste informazioni ti aiutino. Abbiamo anche promesso che ti avremmo aiutato a trovare il fornitore giusto per te. È qui che entra in gioco WellPCB. Quando si tratta di prodotti affidabili, convenienti e durevoli, puoi contare su di noi ogni volta. Le nostre soluzioni PCB sono personalizzate per soddisfare le tue esigenze uniche.

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